(57)【要約】【課題】  コイルブラケットをチューブにロウ付けするに際して、構成簡単にして確実に接合すると共に、熱変化によるバイメタル的な変形を最小に抑える。【解決手段】  ブラケットのフローチューブ側に通常のロウ付けが行われる。これと同時に、ブラケットの熱変化による変形を防ぐためにブラケットのロウ付け部の反対面にもロウを塗布して、真空ロウ付けされる。ブラケットは、チューブ長さ方向に所定幅を有しているが、この所定幅に亘って、かつ、ブラケットの両面にロウが流され付着しているので、前述の熱変化による変形を相殺させることが可能となる。【選択図】      図２
2005055268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリオリメータのフローチューブにブラケットをロウ付けするロウ付け方法において、
少なくともロウ付け部分が板状になっているブラケットと、フローチューブとをロウ付けし、
前記板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、ロウを塗布して、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐ、
ことを特徴とするロウ付け方法。
【請求項２】
コリオリメータのフローチューブにブラケットをロウ付けするロウ付け方法において、
少なくともロウ付け部分が板状になっているブラケットと、フローチューブとをロウ付けし、
前記板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、隙間を設けて薄板を貼りつけ、この隙間にロウを流し込んで塗布し、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐ、
ことを特徴とするロウ付け方法。
【請求項３】
コリオリメータのフローチューブにブラケットをロウ付けするロウ付け方法において、
少なくともロウ付け部分が板状になっているブラケットと、フローチューブとをロウ付けし、
該ブラケットとフローチューブ間のロウのフィレット部に棒状部材を入れることでブラケットの曲がりに対する抵抗として、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐ、
ことを特徴とするロウ付け方法。
【請求項４】
それぞれマグネットとコイルから構成される１つの駆動装置と一対の検出センサをフローチューブに取り付けたコリオリメータにおいて、
前記フローチューブにロウ付けされた、マグネット或いはコイルを取り付けたブラケットを有し、該ブラケットは、少なくともロウ付け部分が板状になっていて、
前記板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、ロウを塗布して、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成した、
ことを特徴とするコリオリメータ。
【請求項５】
それぞれマグネットとコイルから構成される１つの駆動装置と一対の検出センサをフローチューブに取り付けたコリオリメータにおいて、
前記フローチューブにロウ付けされた、マグネット或いはコイルを取り付けたブラケットを有し、該ブラケットは、少なくともロウ付け部分が板状になっていて、
前記板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、隙間を設けて薄板を貼りつけ、この隙間にロウを流し込んで塗布し、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成した、
ことを特徴とするコリオリメータ。
【請求項６】
それぞれマグネットとコイルから構成される１つの駆動装置と一対の検出センサをフローチューブに取り付けたコリオリメータにおいて、
前記フローチューブにロウ付けされた、マグネット或いはコイルを取り付けたブラケットを有し、該ブラケットは、少なくともロウ付け部分が板状になっていて、
該ブラケットとフローチューブ間のロウのフィレット部に棒状部材を入れることでブラケットの曲がりに対する抵抗として、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成した、
ことを特徴とするコリオリメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コリオリメータのフローチューブへのブラケットロウ付け方法及びコリオリメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリメータは、被測定流体の流通するフローチューブの両端を支持し、該支持点回りにフローチューブを流れ方向と垂直な方向に振動したとき、フローチューブに作用するコリオリの力が質量流量に比例することを利用した質量流量計である。コリオリメータにおけるフローチューブは、湾曲管、直管、或いは弓形管など種々の形状が知られているが、いずれの形状であろうとも、フローチューブをその中央部で駆動する駆動装置と、その左右両側の対称位置に設置されてコリオリの力に比例した位相差を検知する一対の振動検出センサが備えられる。
【０００３】
図６は、このような従来の並列２本弓形湾曲管タイプのコリオリ質量流量計の一例を示す概略構成図である（例えば、特許文献１参照）。図６は、入口配管及び出口配管を水平にして取り付けたと仮定して、その正面から見た部分的断面図（左側）と、マニフォールド部で切断した側面図（右側）である。測定流体は、フランジ１８を介して接続されている外部流管より流入し、入口側マニフォールドで２本のフローチューブ１、２に等しく分岐される。そしてフローチューブ１、２の出口側では、出口側マニフォールド２５で合流して、フランジ１９を介して接続されている外部流管に流出する。フローチューブ１、２は、２本の並列弓形湾曲管によって構成されると共に、中央部でコイルとマグネットから構成されている駆動装置１５によって、この２本のフローチューブ１、２を互いに反対位相で共振駆動している。また、コイルとマグネットから構成されている一対の振動検出センサ１６、１７が、駆動装置１５の取付位置に対して左右両側の対称位置に設置され、コリオリの力に比例した位相差を検知している。
【０００４】
駆動装置１５は、弓形フローチューブの中央部において、駆動装置コイルが一方のフローチューブ１に、駆動装置マグネットが他方のフローチューブ２にそれぞれ取付具を介して取り付けられている。一対の振動検出センサ１６、１７は、駆動装置１５の両側において、一方のフローチューブ１に検出センサマグネットが、他方のフローチューブ２に検出センサコイルがそれぞれ取付具を介して取り付けられている。
【０００５】
図７は、コイルを取り付ける取付具であるコイルブラケットを、フローチューブにロウ付けする従来技術を示している。図示の場合、コイルブラケットは板状なので、このブラケットとチューブの間のロウがフィレット（溜まり）状になっている。この板状のコイルブラケットが、温度変動に応じて、バイメタル的な変形をし、そして、センサコイルは、この変形をするコイルブラケットに取り付けられているために、ブラケットに装着されたコイルのフローチューブからの相対的な位置が変化しゼロ点移動の原因となっていた。
【０００６】
図８は、このようなコイルブラケットの変形を説明する図である。温度が高いとき、コイルブラケットとロウの伸びの差により、図８（Ａ）に示すように、コイルブラケット先端部がフローチューブ側に近づき、かつ、逆に、温度が低いとき、図８（Ｂ）に示すように、コイルブラケット先端部がフローチューブ側から遠ざかるようなバイメタル的な変形をすることになる。
【特許文献１】特開２００１−１７４３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コリオリメータのフローチューブにブラケット等の付加物をロウ付け等により接合する場合、ロウの線膨張係数と、フローチューブ又はブラケットとの線膨張係数が異なる為、特に板状のブラケットでは熱変化によりバイメタル的な変形が生じる。コイルブラケットは、フローチューブと同じく通常ステンレス素材が用いられるが、このようなステンレス素材をロウ付けした場合に、前述したような変形が生じることは実験によっても確認した。これによりブラケットに装着されたコイルのフローチューブから相対的な位置が変化しゼロ点移動の原因となっていた。
【０００８】
塗布するロウを最小にしてフィレットを極小とすれば、熱変化によるバイメタル的な変形も最小に抑えることが可能であるが、接合が不確実になりかつ応力も集中しやすく、強度及び剛性も低下する。よってある程度のフィレットの存在は許容しなければならない。そして、ある程度のフィレットの存在を許容すれば、コイルブラケットに熱変化によるバイメタル的な変形が生じることになる。
【０００９】
従来はロウ付けによる変形に対しての対策は無かった。このような変形は、コリオリ力による位相差が少ない小型センサにおいて問題となる程度の変化量であり、位相差が大きい大型センサでは問題としていなかった。ロウ付けによる変形問題を解決するために、図９に示すように、コイルブラケットをチューブに沿う形状としロウの塗布量が最小となる様にすることが考えられる。しかし、このような構成は、バイメタル的な変形に対しては有効であるものの、精密鋳造品もしくは機械加工品となるうえ、チューブ外径サイズごとにコイルブラケットを用意せざるを得ずコスト的に不利であった。
【００１０】
そこで、本発明は、係る問題点を解決して、コイルブラケットをチューブにロウ付けするに際して、構成簡単にして確実に接合すると共に、熱変化によるバイメタル的な変形を最小に抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のコリオリメータのフローチューブにブラケットをロウ付けするロウ付け方法は、少なくともロウ付け部分が板状になっているブラケットと、フローチューブとをロウ付けする。板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、ロウを塗布して、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のロウ付け方法は、板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、隙間を設けて薄板を貼りつけ、この隙間にロウを流し込んで塗布し、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のロウ付け方法は、ブラケットとフローチューブ間のロウのフィレット部に棒状部材を入れることでブラケットの曲がりに対する抵抗として、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のそれぞれマグネットとコイルから構成される１つの駆動装置と一対の検出センサをフローチューブに取り付けたコリオリメータは、フローチューブにロウ付けされた、マグネット或いはコイルを取り付けたブラケットを有し、該ブラケットは、少なくともロウ付け部分が板状になっている。この板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、ロウを塗布して、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成したことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のコリオリメータは、板状のブラケットのフローチューブに面する反対面に、隙間を設けて薄板を貼りつけ、この隙間にロウを流し込んで塗布し、熱変化による変形を相殺して、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成したことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のコリオリメータは、ブラケットとフローチューブ間のロウのフィレット部に棒状部材を入れることでブラケットの曲がりに対する抵抗として、ブラケットのバイメタル的な変形を防ぐよう構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、ブラケットをフローチューブにロウ付けするに際して、構成簡単にして確実に接合すると共に、熱変化によるバイメタル的な変形を最小に抑えることが可能となる。
【００１８】
これによって、ブラケットに装着されたコイルのフローチューブからの相対的な位置が変化することもなく、ゼロ点移動を生じることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、例示に基づき、本発明を説明する。図１は、２本の並列フローチューブを振動検出センサ取付部分で切断した断面図を示している。図示したように、検出センサを構成するマグネットは取付具を介して一方のフローチューブに取り付けられる。コイルを含むコイルアセンブリは、コイルブラケットに取り付けられ、かつ、このコイルブラケットは、本発明の特徴とするロウ付けにより他方のフローチューブに固着される。
【００２０】
図２は、本発明によるロウ付けの第１の例を示す図である。図２に示すように、ブラケットのフローチューブ側に通常のロウ付けが行われる。これと同時に、ブラケットの熱変化による変形を防ぐためにブラケットのロウ付け部の反対面にもロウを塗布して、真空ロウ付けされる。ブラケットは、チューブ長さ方向に所定幅を有しているが、この所定幅に亘って、かつ、ブラケットの両面にロウが流され付着しているので、前述の熱変化による変形を相殺させることが可能となる。ブラケットロウ付け部の反対面に塗布されるロウは、ブラケットロウ付け部と、塗布範囲が同程度になるように浸透させるだけの量を注入すれば十分であるし、容易にコントロール可能である。塗布範囲を限定するためには、市販のペイントを利用することができる。要するに、所定量のペースト状のロウを注入して載置した後、真空ロウ付け（加熱）した場合に、ロウは流動性を持って薄く浸透するが、ペイントの塗られたところにはロウが塗布されないようにすることができる。
【００２１】
図３は、本発明によるロウ付けの第２の例を示す図である。（Ａ）は、ロウ付け部の斜視図であり、（Ｂ）は、断面図である。第１の例と同様、ブラケットのロウ付け部だけでなく、その反対面にもロウを塗布して、真空ロウ付けされることになるが、この反対面のロウは、ブラケットと薄板の間の隙間に流し込まれて塗布される点で、第１の例とは相違する。ロウの塗布面積や厚みによっても変形抑止効果が変るので、ブラケットの目的とする部位に薄板をスポット溶接等で貼り付け、薄板とブラケット間の隙間（0.2mm程度或いはそれ以下）にロウが流れ込むようにして、ほぼ一定の塗布量とすることができる。ブラケットのロウ付け部による変形は、反対面のロウの存在により相殺することになる。また、薄板の存在により、塗布されるロウの厚さを一定に維持すると共に、ロウが塗布される範囲を薄板面積内に略限定することが可能となる。
【００２２】
図４は、本発明によるロウ付けの第３の例を示す図である。ブラケットは、前述の例と同様にフローチューブ側でロウ付けが行われる。このロウ付けの際に、フローチューブやブラケットと同素材の棒状（中実）部材をフィレット部に埋めこむ。この棒状部材の長さは、フローチューブ流れ方向のロウ付け長さに略等しくすれば十分である。図示したように、両側に合わせて２本用いる。これによって、ロウのフィレット部の剛性を落さずロウの占める割合を減らすことができ、ブラケットの曲がりに対する抵抗とすることが可能となる。このようにして、バイメタル的な変形を抑えることができる。
【００２３】
図５は、本発明によるロウ付けの第４の例を示す図である。第３の例における棒状（中実）部材に代えて、円筒状の棒状部材を用いた点でのみ相違する。第３の例と同様に、棒状部材を入れることでブラケットの曲がりに対する抵抗とすることができる。
【００２４】
なお、以上の説明は、ブラケットに検出センサのコイルアセンブリを取り付けたものを例にして説明したが、本発明は、駆動装置のコイルアセンブリの取付にも等しく適用することができ、さらには、検出センサ或いは駆動装置のマグネットの取付にも適用可能である。
【実施例】
【００２５】
本発明の前述した優れた効果は、試験によっても確認された。試験のために使用したコイルブラケット及びフローチューブ仕様は表１及び表２に示す通りである。
【００２６】
【表１】
2005055268.tif 000003
【００２７】
【表２】
2005055268.tif 000004
【００２８】
第１の試験（従来技術構成のブラケットの試験）
図７を参照して従来技術として説明したように、各形式のフローチューブ（表２）にコイルブラケット（表１）がロウ付けされた状態におけるコイルブラケットの熱変形量を調べた。図１０（Ａ）に示すように、コイルブラケットのコイル当り面に測定腕を片持ちで対向する様に固定し、片持ちの反対側の隙間Ｗを計測した。隙間の計測は20℃程度(常温)と300℃程度の温度環境下において隙間ゲージを用いて計測した。
【００２９】
各形式のフローチューブとコイルブラケットの組合せでは、いずれも0.01mmから0.03mm程度の熱変形を生じた。熱を加えるたびにブラケットの両端部(コイル接触面)がチューブ゛側に倒れる方向に反り変形した。変形量は各形式ともほぼ同等である。
【００３０】
第２の試験（コイルブラケット単体の試験）
図１０（Ｂ）に示すように、コイルブラケット単体に測定腕を片持ち状に対向して取り付け、隙間Ｗの計測を行った。計測の結果、ブラケット単体では熱変形を生じないことが明らかとなった。
【００３１】
第３の試験（本発明の図３の構成の試験）
図３を参照して前述したように、ブラケットのコイル側平面に板をロウ付けした場合の熱変形を調べた。ブラケットのコイル側平面にロウを塗布(板をロウ付け)することでブラケットがチューブにロウ付けされている状態における熱変形を相殺させることが可能かどうか検証した。板寸法を最適に選択する（フローチューブB:外径φ6.0、肉厚0.3に対しては板寸法を幅6mm長さ4〜5mm）ことにより、熱変形を完全に抑えることができた。板厚は0.1mmと0.5mmと変化させたがブラケットの熱変形に対し同様な効果を得ていることから、板厚には関係なくブラケットの変形はロウの塗布(浸透)面積に依存することが分かった。
【００３２】
第４の試験（実際のコリオリメータの試験）
実際のコリオリメータ（表２のフローチューブB）のピックオフセンサのコイルブラケットに板ロウ付け対策を施した物を製作し、温度ゼロドリフト試験を行ないその効果を確認した。
【００３３】
ブラケットにロウ付けする板の寸法は幅6mm長さ5mm板厚0.1mmとした。温度ゼロドリフト試験を行ったところ、0.0032% of常用最大流量32kg/min / ℃(50℃時)、0.0009% of 常用最大流量32kg/min/ ℃(80℃時)の良好な特性を達成した。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】振動検出センサ及び２本の並列フローチューブを切断した断面図を示す図である。
【図２】本発明によるロウ付けの第１の例を示す図である。
【図３】本発明によるロウ付けの第２の例を示す図である。
【図４】本発明によるロウ付けの第３の例を示す図である。
【図５】本発明によるロウ付けの第４の例を示す図である。
【図６】従来の並列２本弓形湾曲管タイプのコリオリ質量流量計の一例を示す概略構成図である。
【図７】コイルを取り付ける取付具であるコイルブラケットを、フローチューブにロウ付けする従来技術を示す図である。
【図８】コイルブラケットの変形を説明する図である。
【図９】ロウ付けによる変形問題を解決することができる技術を説明する図である。
【図１０】コイルブラケットの熱変形を測定する構成を説明する図であり、（Ａ）は、フローチューブにロウ付けされた状態で、かつ（Ｂ）は、コイルブラケット単体で測定する構成を示している。
【符号の説明】
【００３５】
１、２  フローチューブ
１５  駆動装置
１６，１７  一対の振動検出センサ
１８  フランジ
１９  フランジ
２５  出口側マニフォールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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